前言

功能自愈合是指系统在出现由多重故障和结构损伤导致的大幅度参数变化和结构不确定的情况下，通过自身的自动调节而恢复并保持理想的系统特性。功能自愈合的实现需要更高效的故障诊断和容错控制技术。

美国国家航空航天局（NASA）统计数据显示，在126起飞机失控事故中，94%事故由不利机载条件引起；其中，由系统故障、损伤和错误引起的事故占45%。2007年，NASA开启了名为“Integrated Resilient Aircraft Control”（综合自愈合飞行控制）的研究计划，以增强飞控系统的自愈合能力。2009年，美国爱达荷国家实验室的Rieger等人首次提出了自愈合控制的概念。NASA兰利研究中心考虑航空器中的失控事故，解决了非正常飞行条件下安全关键自愈合飞行控制系统的设计问题；麻省理工学院与NASA兰利研究中心合作，针对通用运输机模型，研究其模型重心不确定和时延故障情况下的自愈合控制技术；NASA 德莱顿飞行研究中心将有关测试飞机（改进的F/A-18A）用于自愈合控制技术研究的飞行测试。

2012年，美国国家科学基金会开启了名为“Failure-Resistant Systems”（故障自愈合系统）的研究计划，旨在把自愈合控制系统的概念进一步推广。我国“十二五”“十三五”规划明确把这个航空航天重大科学问题列入有关科学技术发展部分，以推动故障诊断和容错控制技术的研究。本书是沿着这一重要战略研究方向完成的。

本书主要内容包括高超声速飞行器、双旋翼直升机、四旋翼直升机的故障诊断方法及自愈合控制方法。主要介绍了多故障鲁棒自适应控制、融合前馈补偿和直接自适应控制、组合多模型、H ^∞ 故障观测器、反步控制和干扰观测器结合、鲁棒反步滑模控制等在自愈合控制研究中的尝试。本书可为读者研究探索自愈合控制提供参考，希望本书的研究结果能为促进自愈合控制技术的发展，起到抛砖引玉的作用。

本书由南京航空航天大学陈复扬教授与南京邮电大学王瑾博士共同完成，陈复扬、王瑾负责内容设计、组织安排编写。前言、第1～5章由陈复扬编写，第6～10章由王瑾编写，全书由陈复扬、王瑾共同统稿及排版。研究生张世俊、吴庆波、王正、张康康等也为本书的出版贡献了自己的聪明才智，在此一并表示诚挚的谢意。

由于著者水平和经验所限，书中难免存在错误和不足之处，恳请广大读者不吝指正。

著者E-mail:chenfuyang@nuaa.edu.cn

著者
中国南京
2017年7月